JP2008019730A - Exhaust gas recirculating device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気還流装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
タービンよりも下流の排気通路から排気の一部を低圧排気還流(以下、EGRという)ガスとして取り込みコンプレッサよりも上流の吸気通路へ低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、タービンよりも上流の排気通路から排気の一部を高圧EGRガスとして取り込みコンプレッサよりも下流の吸気通路へ高圧EGRガスを還流させる高圧EGR通路と、を備え、それらの通路を効果的に併用して動力性能やEGR制御の制御性及び応答性を損なうことなく広い運転領域で排気エミッションの低減を図る技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記特許文献1の技術のように低圧EGR通路と高圧EGR通路とを併用している装置では、内燃機関に吸入される吸気に含まれるEGRガスの割合に相当するEGR率が一律に等しい場合であっても、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率に応じて、内燃機関に外部から吸入される新気量が変化してしまう。
By the way, in the apparatus using both the low pressure EGR passage and the high pressure EGR passage as in the technique of
このため、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率を変化させた際には、新気量を適切に変更しないと、EGR率が目標値に追従しなくなり、排出される窒素酸化物(NOx)、炭化水素(HC)の増大という排気エミッションの悪化や内燃機関の失火を招く場合がある。 For this reason, when the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount is changed, unless the new air amount is changed appropriately, the EGR rate does not follow the target value, and the exhausted nitrogen oxide ( NOx) and hydrocarbon (HC) increase may cause exhaust emission deterioration and internal combustion engine misfire.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の排気還流装置において、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率を変化させた場合においても、新気量を適切に変更可能とし、EGR率を目標値に追従させ、排気エミッションの低減を図ると共に内燃機関の失火の抑制を図る技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a new recirculation device for an internal combustion engine even when the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount is changed. An object of the present invention is to provide a technique for appropriately changing the air volume, causing the EGR rate to follow a target value, reducing exhaust emission, and suppressing misfire of the internal combustion engine.
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも上流の吸気通路へ低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記タービンよりも上流の排気通路から排気の一部を高圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも下流の吸気通路へ高圧EGRガスを還流させる高圧EGR通路と、
目標新気量に新気量を追従させている最中において、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率が変化した場合に、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率の変化に連動した係数によって前記目標新気量を補正する目標新気量補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置である。
In the present invention, the following configuration is adopted. That is,
A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
A low pressure EGR passage that takes a part of the exhaust gas as a low pressure EGR gas from the exhaust passage downstream of the turbine and recirculates the low pressure EGR gas to an intake passage upstream of the compressor;
A high-pressure EGR passage that takes a part of exhaust gas as a high-pressure EGR gas from an exhaust passage upstream of the turbine and recirculates the high-pressure EGR gas to an intake passage downstream of the compressor;
When the mixing ratio of the low-pressure EGR gas quantity and the high-pressure EGR gas quantity changes while the new air quantity is made to follow the target fresh air quantity, the mixing ratio of the low-pressure EGR gas quantity and the high-pressure EGR gas quantity changes. Target fresh air amount correcting means for correcting the target fresh air amount by a linked coefficient;
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
ここで、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率を変化させた際には、新気量を適切に変更しないと、EGR率が目標値に追従しなくなり、排出されるNOx、HCの増大という排気エミッションの悪化や内燃機関の失火を招く場合がある。 Here, when the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount is changed, the EGR rate will not follow the target value unless the fresh air amount is appropriately changed, and the exhausted NOx and HC In some cases, the exhaust emission may be worsened and the internal combustion engine may be misfired.
そこで、本発明では、目標新気量に新気量を追従させている最中において、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率が変化した場合に、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率の変化に連動した係数によって目標新気量を補正する。 Therefore, in the present invention, when the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount changes while the fresh air amount is made to follow the target fresh air amount, the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount. The target fresh air amount is corrected by a coefficient linked to the change in the mixing ratio.
これによると、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率の変化に連動した係数によって目標新気量が適切な値に補正され、目標新気量に新気量が追従することにより新気量を適切に変更できる。したがって、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率を変化させた場合においても、新気量を適切に変更でき、EGR率を目標値に追従させることができる。よって、排出されるNOx、HCの増大を抑制して排気エミッションを低減でき、かつ、内燃機関の失火を抑制できる。 According to this, the target fresh air amount is corrected to an appropriate value by a coefficient linked to the change in the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount, and the new air amount follows the target fresh air amount. The amount can be changed appropriately. Therefore, even when the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount is changed, the fresh air amount can be appropriately changed, and the EGR rate can be made to follow the target value. Therefore, it is possible to suppress the increase in exhausted NOx and HC, reduce the exhaust emission, and suppress the misfire of the internal combustion engine.
前記係数は、前記低圧EGR通路の低圧EGRガス量を調節する低圧EGR弁の開度及び前記高圧EGR通路の高圧EGRガス量を調節する高圧EGR弁の開度を変数として用いた関数から算出されるとよい。また、前記係数は、前記コンプレッサの下流の実過給圧及び所定のベース過給圧を変数として用いた関数から算出されるとよい。さらに、前記係数は、前記タービンの実回転数及び所定のベース回転数を変数として用いた関数から算出されるとよい。 The coefficient is calculated from a function using the opening degree of the low pressure EGR valve for adjusting the low pressure EGR gas amount in the low pressure EGR passage and the opening degree of the high pressure EGR valve for adjusting the high pressure EGR gas amount in the high pressure EGR passage as variables. Good. The coefficient may be calculated from a function using an actual boost pressure downstream of the compressor and a predetermined base boost pressure as variables. Furthermore, the coefficient may be calculated from a function using the actual rotational speed of the turbine and a predetermined base rotational speed as variables.
これらによると、係数が低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率の変化に連動しており、目標新気量を適切な値に補正することができる。 According to these, the coefficient is linked to the change in the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount, and the target fresh air amount can be corrected to an appropriate value.
なお、所定のベース過給圧とは、例えば低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率が1対1の場合の過給圧のように、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率によって予め定められた基本となる過給圧である。また、所定のベース回転数とは、例えば低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率が1対1の場合のタービンの回転数のように、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率によって予め定められた基本となるタービンの回転数である。 The predetermined base supercharging pressure is, for example, a mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount, such as a supercharging pressure when the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount is 1: 1. Is the basic supercharging pressure determined in advance. Further, the predetermined base rotational speed is, for example, the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount, such as the rotational speed of the turbine when the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount is 1: 1. Is the basic rotation speed of the turbine determined in advance.
本発明によると、内燃機関の排気還流装置において、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率を変化させた場合においても、新気量を適切に変更でき、EGR率を目標値に追従させ、排気エミッションを低減でき、かつ、内燃機関の失火を抑制できる。 According to the present invention, in the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, even when the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount is changed, the fresh air amount can be appropriately changed, and the EGR rate is made to follow the target value. Exhaust emissions can be reduced and misfire of the internal combustion engine can be suppressed.
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。 Specific examples of the present invention will be described below.
<実施例1>
図1は、本実施例に係る内燃機関の排気還流装置を適用する内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。
<Example 1>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment is applied and its intake / exhaust system.
図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を有する水冷式の4サイクル・ディーゼルエンジンである。
An
内燃機関1には、吸気通路3が接続されている。吸気通路3の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ5のコンプレッサハウジング5aが配置されている。また、コンプレッサハウジング5aよりも上流の吸気通路3には、該吸気通路3内を流通する吸気の流量を調節する第1スロットル6が配置されている。この第1スロットル6は、電動アクチュエータにより開閉される。第1スロットル6よりも上流の吸気通路3には、該吸気通路3内を流通する新気吸入空気(以下、新気という)の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ7が配置されている。このエアフローメータ7により、
内燃機関1の新気量が測定される。
An
The fresh air amount of the
コンプレッサハウジング5aよりも下流の吸気通路3には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ8が配置されている。そして、インタークーラ8よりも下流の吸気通路3には、該吸気通路3内を流通する吸気の流量を調整する第2スロットル9が配置されている。この第2スロットル9は、電動アクチュエータにより開閉される。
An intercooler 8 that performs heat exchange between the intake air and the outside air is disposed in the
一方、内燃機関1には、排気通路4が接続されている。排気通路4の途中には、ターボチャージャ5のタービンハウジング5bが配置されている。また、タービンハウジング5bよりも下流の排気通路4には、パティキュレートフィルタ(以下、単にフィルタという。)10が配置されている。このフィルタ10には、吸蔵還元型NOx触媒(以下、単にNOx触媒という。)が担持されている。フィルタ10は、排気中の粒子状物質を捕集する。また、NOx触媒は、該NOx触媒に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のNOxを吸蔵し、一方、該NOx触媒に流入する排気の酸素濃度が低下したときは吸蔵していたNOxを放出する。その際、排気中にHCや一酸化炭素(CO)等の還元成分が存在していれば、該NOx触媒から放出されたNOxが還元される。なお、NOx触媒の代わりに、酸化触媒または三元触媒をフィルタ10に担持させてもよい。
On the other hand, an
フィルタ10よりも下流の排気通路4には、該排気通路4内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁11が設けられている。この排気絞り弁11は、電動アクチュエータにより開閉される。
An
そして、内燃機関1には、排気通路4内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路3へ還流(再循環)させる低圧EGR装置30が備えられている。この低圧EGR装置30は、低圧EGR通路31、低圧EGR弁32、及びEGRクーラ33を備えて構成されている。
The
低圧EGR通路31は、フィルタ10よりも下流側の排気通路4と、コンプレッサハウジング5aよりも上流且つ第1スロットル6よりも下流側の吸気通路3と、を接続している。この低圧EGR通路31を通って、排気が低圧で内燃機関へ還流される。そして、本実施例では、低圧EGR通路31を通って還流される排気を低圧EGRガスと称している。
The low pressure EGR
また、低圧EGR弁32は、低圧EGR通路31の通路断面積を調整することにより、該低圧EGR通路31を流れる低圧EGRガスの量を調整する。さらに、EGRクーラ33は、該EGRクーラ33を通過する低圧EGRガスと、内燃機関1の冷却水とで熱交換をして、該低圧EGRガスの温度を低下させる。
Further, the low pressure EGR valve 32 adjusts the amount of the low pressure EGR gas flowing through the low
内燃機関1には、排気通路4内を流通する排気の一部を高圧で吸気通路3へ還流させる高圧EGR装置40が備えられている。この高圧EGR装置40は、高圧EGR通路41及び高圧EGR弁42を備えて構成されている。
The
高圧EGR通路41は、タービンハウジング5bよりも上流側の排気通路4と、第2スロットル9よりも下流側の吸気通路3と、を接続している。この高圧EGR通路41を通って、排気が高圧で内燃機関へ還流される。そして、本実施例では、高圧EGR通路41を通って還流される排気を高圧EGRガスと称している。
The high-pressure EGR passage 41 connects the
また、高圧EGR弁42は、高圧EGR通路41の通路断面積を調整することにより、該高圧EGR通路41を流れる高圧EGRガスの量を調整する。 Further, the high pressure EGR valve 42 adjusts the amount of high pressure EGR gas flowing through the high pressure EGR passage 41 by adjusting the passage sectional area of the high pressure EGR passage 41.
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU12が併設されている。このECU12は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。
The
また、ECU12には、運転者がアクセルペダル13を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検出可能なアクセル開度センサ14及び機関回転数を検出するクランクポジションセンサ15が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がECU12に入力されるようになっている。
Further, the ECU 12 outputs an electric signal corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 13 by the driver, and an
一方、ECU12には、第1スロットル6、第2スロットル9、排気絞り弁11、低圧EGR弁32、及び高圧EGR弁42が電気配線を介して接続されており、該ECU12によりこれらの機器が制御される。
On the other hand, the ECU 12 is connected to the first throttle 6, the second throttle 9, the
そして、第1スロットル6、第2スロットル9、排気絞り弁11、低圧EGR弁32、及び高圧EGR弁42のこれらの機器の制御によって、目標新気量にエアフローメータ7を用いて測定された新気量(測定新気量)を追従させている。なお、ここでの目標新気量は、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率が変化しない場合に吸気のEGR率を目標値に一致させるよう、内燃機関1の運転状態や環境状況に応じて適宜設定される値である。
Then, a new fresh air amount measured using the
このように、目標新気量に新気量を追従させている最中において、例えば、内燃機関1の気筒2周囲を循環する冷却水の水温が低温の際に、気筒2を昇温させるために内燃機関1に吸入される高温の高圧EGRガス量の割合を増加させたり、冷却水の水温が上昇するにつれて低温の低圧EGRガス量の割合を増加させたりして、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率を変化させる場合がある。
In this way, while the fresh air amount is made to follow the target fresh air amount, for example, when the temperature of the cooling water circulating around the
低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率を変化させた場合には、新気量を適切に変更しないと、吸気のEGR率が目標値に追従しなくなり、吸気中のEGRガス量が過剰な割合となって内燃機関1から排出されるNOx、HCの増大という排気エミッションの悪化や内燃機関1の失火を招く場合がある。
If the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount is changed, unless the new air amount is changed appropriately, the EGR rate of the intake air will not follow the target value, and the amount of EGR gas in the intake air will be excessive. There are cases where the exhaust emission becomes worse, such as an increase in NOx and HC discharged from the
そこで、本実施例では、目標新気量に新気量を追従させている最中において、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率が変化した場合に、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率の変化に連動した係数によって目標新気量を補正する。 Therefore, in the present embodiment, when the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount changes while the fresh air amount is made to follow the target fresh air amount, the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas are changed. The target fresh air amount is corrected by a coefficient linked to the change in the mixing ratio of the amount.
すなわち、
目標新気量Gtrg=基本目標新気量Gbase+係数α×補正新気量Gc・・・(式1)
の式を用いて目標新気量を補正する。
That is,
Target fresh air amount Gtrg = basic target fresh air amount Gbase + coefficient α × corrected fresh air amount Gc (Expression 1)
The target fresh air amount is corrected using the formula of
ここで、目標新気量Gtrgは、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率が変化した場合に対応した補正後の目標新気量であり、基本目標新気量Gbaseは、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率が変化する場合に対応していない補正前の基本となる目標新気量であり、係数αは、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率の変化に連動した係数であり、補正新気量Gcは、補正に用いられる所定量の新気量である。 Here, the target fresh air amount Gtrg is a corrected target fresh air amount corresponding to a change in the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount, and the basic target fresh air amount Gbase is the low pressure EGR gas. This is the basic target fresh air amount before correction that does not correspond to the case where the mixing ratio of the amount and the high-pressure EGR gas amount changes, and the coefficient α is a change in the mixing ratio of the low-pressure EGR gas amount and the high-pressure EGR gas amount. The corrected fresh air amount Gc is a linked coefficient, and is a predetermined amount of fresh air amount used for correction.
そして、
係数α=低圧EGR弁の開度/高圧EGR弁の開度・・・(式2)
の式を用いて係数αを算出する。
And
Coefficient α = Opening of low pressure EGR valve / Opening of high pressure EGR valve (Equation 2)
The coefficient α is calculated using the following equation.
なお、低圧EGR弁の開度、及び高圧EGR弁の開度は、低圧EGR弁32の開度、及び高圧EGR弁42の開度を不図示の開度センサで検出することにより求められている。 The opening degree of the low pressure EGR valve and the opening degree of the high pressure EGR valve are obtained by detecting the opening degree of the low pressure EGR valve 32 and the opening degree of the high pressure EGR valve 42 by an opening sensor (not shown). .
すなわち、低圧EGR弁32の開度が大きくなり及び/又は高圧EGR弁42の開度が小さくなると、係数αが大きくなり、目標新気量Gtrgが大きくなる。これは、低圧EGR弁32の開度が大きくなり及び/又は高圧EGR弁42の開度が小さくなると、タービンハウジング5bの上流側で高圧EGR通路41に流入する排気の量が減りタービンハウジング5bを通過して低圧EGR通路31に流入する排気の量が増加するため、タービンハウジング5b内のタービンの回転数が増し、それに呼応してコンプレッサハウジング5aでの過給が促進される。よって、コンプレッサハウジング5aの上流側から取り込まれる吸気の量が増加するため、新気量を増加しない場合には低圧EGRガス量が増加し、吸気のEGR率が上昇してしまう。このため、吸気のEGR率を上昇させないよう、新気量を増加させる必要があるので、目標新気量が大きくなるのである。
That is, when the opening degree of the low pressure EGR valve 32 increases and / or the opening degree of the high pressure EGR valve 42 decreases, the coefficient α increases and the target fresh air amount Gtrg increases. This is because when the opening of the low pressure EGR valve 32 is increased and / or the opening of the high pressure EGR valve 42 is decreased, the amount of exhaust gas flowing into the high pressure EGR passage 41 on the upstream side of the turbine housing 5b is reduced. Since the amount of exhaust gas that passes through and flows into the low-
なお、係数αを算出する関数は、(式2)の関数以外の、低圧EGR弁の開度、高圧EGR弁の開度を変数とした種々の関数も用いることができ、一般的には、
係数α=F(低圧EGR弁の開度、高圧EGR弁の開度)・・・(式3)
と表すことができる。本実施例では、係数αを算出する関数(式3)の一例として(式2)を例示したに過ぎない。
As the function for calculating the coefficient α, various functions using the opening of the low pressure EGR valve and the opening of the high pressure EGR valve as variables other than the function of (Equation 2) can be used.
Factor α = F (opening degree of low pressure EGR valve, opening degree of high pressure EGR valve) (Equation 3)
It can be expressed as. In the present embodiment, (Expression 2) is merely illustrated as an example of a function (Expression 3) for calculating the coefficient α.
また、係数αをマップから導出してもよい。例えば、低圧EGR弁の開度、高圧EGR弁の開度、係数αの3つのパラメータの関係のマップを予め実験などから求めて記憶しておき、低圧EGR弁32の開度、高圧EGR弁42の開度をそのマップに当てはめて係数αを導出することでもよい。 The coefficient α may be derived from the map. For example, a map of the relationship between the three parameters of the opening of the low pressure EGR valve, the opening of the high pressure EGR valve, and the coefficient α is obtained in advance from experiments and stored, and the opening of the low pressure EGR valve 32 and the high pressure EGR valve 42 are stored. It is also possible to derive the coefficient α by applying the degree of opening to the map.
次に、本実施例による新気量補正制御のフローについて説明する。図2は、本実施例による新気量補正制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。また、本ルーチンは、目標新気量にエアフローメータ7を用いて測定された測定新気量を追従させている場合に実行される。
Next, the flow of fresh air amount correction control according to this embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a flow of fresh air amount correction control according to this embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time. Further, this routine is executed when the measured fresh air amount measured using the
ステップS101では、ECU11は、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率を変化させたか否かを判別する。低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率を変化させたか否かは、低圧EGR弁32の開度、及び高圧EGR弁42の開度を不図示の開度センサで検出し、それらの開度が通常よりも開閉されていることにより判断される。
In step S101, the
ステップS101において低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率を変化させていないと判定された場合には、ECU11は、本ルーチンを一旦終了する。また、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率を変化させたと判定された場合には、ステップS102へ進む。
When it is determined in step S101 that the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount is not changed, the
ステップS102では、ECU11は、(式2)を用いて係数αを算出する。ここでは、低圧EGR弁32の開度、及び高圧EGR弁42の開度を不図示の開度センサで検出し、その開度の値を変数として(式2)に代入することにより、係数αを算出する。
In step S102, the
なお、不図示の開度センサは、車両に実装されており、新たに設置する必要がなく低コスト化が図れると共に、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率に直結した変数であり、他の要因による遅れなどが生じず、係数αを算出するために信頼性のある数値を検出することができる。 The opening sensor (not shown) is a variable that is mounted on the vehicle, does not need to be newly installed, can be reduced in cost, and is directly connected to the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount, A delay due to other factors does not occur, and a reliable numerical value can be detected for calculating the coefficient α.
ステップS102に引き続くステップS103では、ECU11は、算出した係数αと(式1)を用いて目標新気量Gtrgを算出する。ここでは、基本目標新気量Gbaseと、係数αに補正新気量Gcをかけた値との和をとることで目標新気量Gtrgが算出される。そして、目標新気量Gtrgを新たな目標新気量として測定新気量を追従させる。本ステップを実行するECU11が本発明の目標新気量補正手段に相当する。
In step S103 subsequent to step S102, the
以上の本実施例によると、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率の変化に連動した係数αによって目標新気量が適切な値(目標新気量Gtrg)に補正され、目標新気量(目標新気量Gtrg)に測定新気量が追従することにより実際の新気量を適切に変更できる。したがって、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率を変化させた場合においても、実際の新気量を適切に変更でき、吸気のEGR率を目標値に追従させることができる。よって、内燃機関1から排出されるNOx、HCの増大を抑制して排気エミッションを低減でき、かつ、内燃機関1の失火を抑制できる。
According to the above embodiment, the target fresh air amount is corrected to an appropriate value (target fresh air amount Gtrg) by the coefficient α linked to the change in the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount, and the target fresh air is obtained. The actual fresh air amount can be appropriately changed by the measured fresh air amount following the amount (target fresh air amount Gtrg). Therefore, even when the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount is changed, the actual new air amount can be appropriately changed, and the EGR rate of the intake air can be made to follow the target value. Therefore, increase in NOx and HC discharged from the
(その他の実施例)
上記実施例では、低圧EGR弁32の開度、高圧EGR弁42の開度を変数とした関数によって、係数αを算出する場合を説明した。しかし、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率の変化に連動した係数αを算出する変数は、低圧EGR弁32の開度、及び高圧EGR弁42の開度の変数に限られない。
(Other examples)
In the above-described embodiment, the case where the coefficient α is calculated by a function using the opening degree of the low pressure EGR valve 32 and the opening degree of the high pressure EGR valve 42 as variables has been described. However, the variable for calculating the coefficient α linked to the change in the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount is not limited to the opening degree of the low pressure EGR valve 32 and the opening degree of the high pressure EGR valve 42.
例えば、
係数α=コンプレッサハウジングの下流の実過給圧/所定のベース過給圧・・・(式4)の式を用いて係数αを算出してもよい。
For example,
Coefficient α = actual boost pressure downstream of the compressor housing / predetermined base boost pressure... (Formula 4) may be used to calculate the coefficient α.
なお、コンプレッサハウジング5aの下流の実過給圧は、図1に示す過給圧センサ16が検出している。また、所定のベース過給圧は、例えば低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率が1対1の場合の予め定められた基本となる過給圧である。
The actual boost pressure downstream of the compressor housing 5a is detected by the
すなわち、コンプレッサハウジング5aの下流の実過給圧が大きくなると、係数αが大きくなり、目標新気量Gtrgが大きくなる。これは、コンプレッサハウジング5aの下流の実過給圧が大きいことは、タービンハウジング5bの上流側で高圧EGR通路41に流入する排気の量が減りタービンハウジング5bを通過して低圧EGR通路31に流入する排気の量が増加するため、タービンハウジング5b内のタービンの回転数が増し、それに呼応してコンプレッサハウジング5aでの過給が促進されていることを示すからである。よって、コンプレッサハウジング5aの上流側から取り込まれる吸気の量が増加するため、新気量を増加しない場合には低圧EGRガス量が増加し、吸気のEGR率が上昇してしまう。このため、吸気のEGR率を上昇させないよう、新気量を増加させる必要があるので、目標新気量が大きくなるのである。
That is, when the actual supercharging pressure downstream of the compressor housing 5a increases, the coefficient α increases and the target fresh air amount Gtrg increases. The fact that the actual supercharging pressure downstream of the compressor housing 5a is large is that the amount of exhaust gas flowing into the high-pressure EGR passage 41 on the upstream side of the turbine housing 5b is reduced and flows into the low-
なお、係数αを算出する関数は、(式4)の関数以外の、コンプレッサハウジング5aの下流の実過給圧、所定のベース過給圧を変数とした種々の関数も用いることができ、一般的には、
係数α=F(コンプレッサハウジングの下流の実過給圧、所定のベース過給圧)・・・(式5)
と表すことができる。本実施例では、係数αを算出する関数(式5)の一例として(式4)を例示したに過ぎない。
As the function for calculating the coefficient α, various functions using the actual supercharging pressure downstream of the compressor housing 5a and a predetermined base supercharging pressure as variables other than the function of (Equation 4) can be used. In terms of
Factor α = F (actual supercharging pressure downstream of the compressor housing, predetermined base supercharging pressure) (Equation 5)
It can be expressed as. In the present embodiment, (Expression 4) is merely illustrated as an example of a function (Expression 5) for calculating the coefficient α.
また、係数αをマップから導出してもよい。例えば、コンプレッサハウジング5aの下流の実過給圧、所定のベース過給圧、係数αの3つのパラメータの関係のマップを予め実
験などから求めて記憶しておき、コンプレッサハウジング5aの下流の実過給圧、所定のベース過給圧をそのマップに当てはめて係数αを導出することでもよい。
The coefficient α may be derived from the map. For example, a map of the relationship between the three parameters of the actual supercharging pressure downstream of the compressor housing 5a, the predetermined base supercharging pressure, and the coefficient α is obtained in advance from experiments and stored, and the actual supercharging downstream of the compressor housing 5a is stored. The coefficient α may be derived by applying the supply pressure and a predetermined base supercharging pressure to the map.
一方、
係数α=タービンの実回転数/所定のベース回転数・・・(式6)
の式を用いて係数αを算出してもよい。
on the other hand,
Coefficient α = actual turbine rotational speed / predetermined base rotational speed (Expression 6)
The coefficient α may be calculated using the following formula.
なお、タービンの実回転数は、図1に示すタービン回転数センサ17が検出している。また、所定のベース回転数は、例えば低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率が1対1の場合の予め定められた基本となるタービンの回転数である。 The actual rotational speed of the turbine is detected by a turbine rotational speed sensor 17 shown in FIG. The predetermined base rotational speed is a predetermined basic rotational speed of the turbine when the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount is 1: 1, for example.
すなわち、タービンの実回転数が大きくなると、係数αが大きくなり、目標新気量Gtrgが大きくなる。これは、タービンの実回転数が大きいことは、タービンハウジング5bの上流側で高圧EGR通路41に流入する排気の量が減りタービンハウジング5bを通過して低圧EGR通路31に流入する排気の量が増加するため、タービンハウジング5b内のタービンの回転数が増していることを示すからである。そして、それに呼応してコンプレッサハウジング5aでの過給が促進されている。よって、コンプレッサハウジング5aの上流側から取り込まれる吸気の量が増加するため、新気量を増加しない場合には低圧EGRガス量が増加し、吸気のEGR率が上昇してしまう。このため、吸気のEGR率を上昇させないよう、新気量を増加させる必要があるので、目標新気量が大きくなるのである。
That is, as the actual rotational speed of the turbine increases, the coefficient α increases and the target fresh air amount Gtrg increases. This is because when the actual rotational speed of the turbine is large, the amount of exhaust flowing into the high-pressure EGR passage 41 on the upstream side of the turbine housing 5b decreases, and the amount of exhaust flowing through the turbine housing 5b into the low-
なお、係数αを算出する関数は、(式6)の関数以外の、タービンの実回転数、所定のベース回転数を変数とした種々の関数も用いることができ、一般的には、
係数α=F(タービンの実回転数、所定のベース回転数)・・・(式7)
と表すことができる。本実施例では、係数αを算出する関数(式7)の一例として(式6)を例示したに過ぎない。
As the function for calculating the coefficient α, various functions having variables of the actual rotational speed of the turbine and a predetermined base rotational speed other than the function of (Equation 6) can be used.
Coefficient α = F (actual turbine rotational speed, predetermined base rotational speed) (Expression 7)
It can be expressed as. In the present embodiment, (Expression 6) is merely illustrated as an example of a function (Expression 7) for calculating the coefficient α.
また、係数αをマップから導出してもよい。例えば、タービンの実回転数、所定のベース回転数、係数αの3つのパラメータの関係のマップを予め実験などから求めて記憶しておき、タービンの実回転数、所定のベース回転数をそのマップに当てはめて係数αを導出することでもよい。 The coefficient α may be derived from the map. For example, a map of the relationship between the three parameters of the actual turbine speed, the predetermined base speed, and the coefficient α is obtained in advance by experiments and stored, and the actual turbine speed and the predetermined base speed are stored in the map. It is also possible to derive the coefficient α by applying
以上の本実施例によって算出される低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率の変化に連動した係数αによって目標新気量が適切な値に補正され、目標新気量に測定新気量が追従することにより実際の新気量を適切に変更するようにしてもよい。 The target fresh air amount is corrected to an appropriate value by the coefficient α linked to the change in the mixing ratio of the low pressure EGR gas amount and the high pressure EGR gas amount calculated by the above embodiment, and the measured fresh air amount is adjusted to the target fresh air amount. The actual fresh air amount may be appropriately changed by following the above.
本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。 The exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention.
1 内燃機関
2 気筒
3 吸気通路
4 排気通路
5 ターボチャージャ
5a コンプレッサハウジング
5b タービンハウジング
6 第1スロットル
7 エアフローメータ
8 インタークーラ
9 第2スロットル
10 フィルタ
11 排気絞り弁
13 アクセルペダル
14 アクセル開度センサ
15 クランクポジションセンサ
16 過給圧センサ
17 タービン回転数センサ
30 低圧EGR装置
31 低圧EGR通路
32 低圧EGR弁
33 EGRクーラ
40 高圧EGR装置
41 高圧EGR通路
42 高圧EGR弁
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記タービンよりも下流の排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも上流の吸気通路へ低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記タービンよりも上流の排気通路から排気の一部を高圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも下流の吸気通路へ高圧EGRガスを還流させる高圧EGR通路と、
目標新気量に新気量を追従させている最中において、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率が変化した場合に、低圧EGRガス量及び高圧EGRガス量の混合比率の変化に連動した係数によって前記目標新気量を補正する目標新気量補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
A low pressure EGR passage that takes a part of the exhaust gas as a low pressure EGR gas from the exhaust passage downstream of the turbine and recirculates the low pressure EGR gas to an intake passage upstream of the compressor;
A high-pressure EGR passage that takes a part of exhaust gas as a high-pressure EGR gas from an exhaust passage upstream of the turbine and recirculates the high-pressure EGR gas to an intake passage downstream of the compressor;
When the mixing ratio of the low-pressure EGR gas quantity and the high-pressure EGR gas quantity changes while the new air quantity is made to follow the target fresh air quantity, the mixing ratio of the low-pressure EGR gas quantity and the high-pressure EGR gas quantity changes. Target fresh air amount correcting means for correcting the target fresh air amount by a linked coefficient;
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006190170A JP2008019730A (en) | 2006-07-11 | 2006-07-11 | Exhaust gas recirculating device of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110112091A (en) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 두산인프라코어 주식회사 | Exhaust gas recirculation system for diesel engine |
JP2012122430A (en) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Daihatsu Motor Co Ltd | Control device of internal combustion engine |
-
2006
- 2006-07-11 JP JP2006190170A patent/JP2008019730A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20110112091A (en) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 두산인프라코어 주식회사 | Exhaust gas recirculation system for diesel engine |
KR101596519B1 (en) | 2010-04-06 | 2016-02-23 | 두산인프라코어 주식회사 | Exhaust gas Recirculation system for Diesel Engine |
JP2012122430A (en) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Daihatsu Motor Co Ltd | Control device of internal combustion engine |
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